carga y centrado

5/14/2018 Carga y Centrado - slidepdf.com

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CARGA Y CENTRADO

Peso, Weight (W):

Fuerza medida de la intensidad con que la fuerza de la gravedad de la tierra atrae a loscuerpos hacia su centro.

Centro de gravedad (C.G.):

Es un punto en el avión donde se asume esta actuando el peso del avión, si

suspendiéramos el avión desde dicho punto se mantendría en equilibrio. Está en la

intersección de los tres ejes: longitudinal, transversal y vertical por lo tanto cualquier

movimiento del avión sobre uno o varios de sus ejes lo hará también sobre el centro de

gravedad. El centro de gravedad no es un punto fijo, depende de la distribución del peso

en la aeronave, se desplaza a lo largo del eje longitudinal, también puede hacerlo a lo

largo del eje transversal pero se asume que a cada peso en el lado izquierdo le

corresponde otro igual en el lado derecho (por diseño) y las pequeñas variaciones pordesigualdad en la distribución de la carga o gasto asimétrico de combustible se corrigen

con el compensador de alabeo siempre con detrimento de las características

aerodinámicas.

Sustentación, Lift (L): Fuerza creada por un perfil (ala) perpendicular a la corriente de aire (línea de vuelo). En

vuelo recto y nivelado el peso es igual a la sustentación

Centro de presiones (C.P.):Sería lo mismo que el centro de gravedad pero en vez de aplicar el peso lo que actúa es

la sustentación. Es el punto donde se asume esta concentrada la fuerza de sustentación

que se opone al peso de la aeronave. No coincide en su localización con el centro de

gravedad.

Relación entre centro de gravedad y centro de presiones:Al no ser fijo el centro de gravedad puede estar por delante o por detrás del centro de

presiones.

Si el centro de gravedad esta retrasado con respecto al centro de presiones (Fig. 1) se

crea un momento (par de fuerzas) de encabritado (morro arriba) el cual es

contrarrestado por la fuerza de sustentación hacia arriba que produce el timón deprofundidad (Fig. 2). En este caso volando en vuelo horizontal al ocurrir una pérdida de



potencia disminuiría la velocidad y por consiguiente la fuerza sustentadora del timón de

profundidad (Lt) también disminuye con lo que el avión tiende a levantar el morro,

imagínese una parada de motor en estas circunstancias, el avión levantaría el morro

acercándose aun más a la velocidad de pérdida o en final a una pista si nos hemos

quedado bajos al aumentar potencia y velocidad , aumentaría la sustentación haciaarriba del timón de profundidad haciendo bajar el morro del avión obligando a actuar

sobre la palanca de control de forma contundente para evitar consecuencias

desagradables.

Si por el contrario el C.G. esta situado por delante del centro de presiones el ala crea

un momento de picado (Fig. 3) el cual es contrarrestado por la fuerza de sustentación

hacia abajo, sustentación negativa, producida por el timón de profundidad (Fig. 4) eneste caso en una perdida de potencia al disminuir la velocidad del avión y la velocidad

de barrido del aire sobre el timón de profundidad ocurre una disminución de la

sustentación hacia abajo en dicho timón lo que hace bajar el morro del avión o al

aumentar la potencia y la velocidad el morro del avión tiende a subir. Por esta razón los

constructores de aviones comerciales hacen los diseños de manera que el centro de

gravedad siempre este por delante del centro de presiones. Esto es así para los aviones

comerciales, el C.G. adelantado provoca estabilidad y según va retrasándose y

acercándose al C.P. el avión se vuelve más inestable. Para aviones acrobáticos o cazas

militares interesa que el avión sea inestable, maniobrable, y el centro de gravedad esta

muy atrasado o incluso por detrás del centro de presiones.

Límites y situación del centro de gravedad:El centro de gravedad se desplaza a través del eje longitudinal dentro de unos límites

fuera de los cuales el vuelo se haría incontrolable. Estos límites están indicados en la

hoja de características de la aeronave, se determinan en los vuelos de certificación de la

aeronave. Las características del vuelo para un mismo peso y velocidad varían según

este la posición del centro de gravedad. Dependiendo de la ubicación de la carga se

puede obtener una posición mas adelantada o mas atrasada del C.G. (siempre por

delante del centro de presiones) y a cada posición corresponde unas características de

vuelo diferentes. Una localización del C.G. muy adelantada (Fig. 5) proporciona más

estabilidad, mejor recuperación de la perdida y una Vmc menor en bimotores, pero un

mayor consumo y menor alcance y autonomía debido a que la fuerza de sustentaciónhacia abajo que debe hacer la cola es mayor por aumentar el momento de picado del



ala, esta sustentación negativa que hace la cola se debe de sumar al peso del avión, o

restarla de la sustentación que produce el ala, por lo tanto el ala debe producir mas

sustentación y para ello debe aumentar el ángulo de ataque del ala aumentando por

consiguiente la resistencia al avance. Una posición retrasada del C.G.(Fig. 6) conlleva

una disminución de estabilidad sobre el eje longitudinal del avión pero proporciona un

vuelo mas fino, debido a la menor resistencia al avance aumenta la autonomía y

disminuye el consumo, es por ello que los aviones comerciales cargan las bodegas de

atrás hacia adelante. La posición del centro de gravedad se expresa en pulgadas o

centímetros medidos desde la linea de referencia o datum.

Linea de referencia (Datum):Linea vertical imaginaria desde la cual se toman todas las medidas (brazo, arm) hasta

cada uno de los pesos colocados en el avión. Esta situada tangente al morro del avión o

por delante de este.

Brazo (arm): Distancia horizontal desde la linea de referencia hasta el lugar donde esta colocado un

determinado bulto, pasajero u objeto. Se mide en pulgadas.

Momento:Resultado de multiplicar el peso de un objeto por su distancia (brazo) a la linea de

referencia o datum.

Estación (Fuselage Station, FS):

Para localizar longitudinalmente cualquier punto en el avión se emplea la estación ofuselage station (FS). A cada estación le corresponde una distancia a al linea de

referencia. Por ejemplo la estación 120 esta a 120 pulgadas del datum. Si colocásemos

un peso de 100 Lbs. en dicha estación el momento creado seria 120x100=12000. La

estación no solo se usa para el cálculo de momentos, cualquier equipo, aparato,

accesorio del avión se le localiza por medio de la estación, así se puede ver como una

botella extintora esta situada en la estación 85 o un soporte de polea de mando de alabeo

esta situado en la estación 105, así para todos los componentes del avión.

Peso básico en vacío, basic empty weight (BEW):Peso en vacío de la aeronave. Lo proporciona el fabricante, le corresponde una

determinada situación del centro de gravedad, es el dato inicial para la confección de la



hoja de carga y centrado. Es el peso de la estructura, motor o motores, sistemas y

equipos considerados como parte integral de la aeronave.

Peso bruto, gross weight (GW):Peso real del avión en cualquier fase del vuelo.

Calculo del centro de gravedad:La forma mas fácil para calcular la posición del centro de gravedad es la aplicación de

la ecuación de momentos. Comenzando por el BEW se va sumando a ese peso los

diferentes pesos ubicados en el avión y al momento del BEW se le van sumando los

diferentes momentos creados por esos pesos. Un momento es el producto de una fuerza

(peso) por una distancia (brazo). Por lo general el fabricante proporciona en el manual

del avión graficas y tablas que facilitan el cálculo numérico de momentos y la

comprobación de que el centro de gravedad se encuentra entre límites. En dicho manual

esta especificada la distancia al datum por la que se tiene que multiplicar el peso paraque nos proporcione los momentos: asientos, compartimiento de equipajes y

combustible. Una vez obtenida la suma total de pesos y de momentos se divide el

sumatorio de momentos entre el peso total y el dato obtenido es la posición del centro

de gravedad medido desde el datum o linea de referencia para ese vuelo en concreto. En

esta página de internet hay un calculador de carga y centrado para la Cessna 182S:

www.valleyflyingclub.com/n358me.html#top. En ella podremos ir introduciendo los

diferentes pesos estibados en el avión asi como el peso de combustible y hará el calculo

de momentos, nos proporcionara la situación del centro de gravedad y si esta dentro de

los limites así como el peso total de la aeronave.

En el ejemplo siguiente cargamos el avión con los siguientes pesos (Fig. 7):

- Piloto y acompañante: 180 Lbs. cada uno.

- Compartimiento de equipaje 1: 30 Lbs.

- Compartimiento de equipaje 2: 10 Lbs.

- Combustible: 35 galones por 6 Lbs/galon nos da un peso de 210 Lbs.

PESO (LBS) BRAZO (INCHES) MOMENTO

http://www.valleyflyingclub.com/n358me.html#top

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BEW 1975.5 37.11 73311

ASIENTOS DEL. 360.0 37.00 13320

ASIENTOS TRA. 74.00EQUIPAJE 1 (120 lb max) 30.0 97.00 2910

EQUIPAJE 2 (80 lb max) 10.0 116.00 1160FUEL (88 gal max) 210.0 46.50 9765TOTAL (GW) (3100 lb max) 2586.0 38.86 100466

En el cuadro superior se

han introducido los pesos

y se han multiplicado por

las distancias al datum

proporcionadas por el

fabricante obteniendo así

los momentos producidos

y se a calculado después

el peso total y el

momento total, al final se

divide el momento total

entre el peso total y nos

da la distancia al datum

del centro de gravedad. En la grafica proporcionada también por el fabricante se han

trasladado estos datos y se puede comprobar como tanto el peso (2586 lbs) como la

situación del centro de gravedad (38.86 pulgadas) están dentro de la envolvente,llamado SOBRE, que nos proporciona el manual del avion.

Para este vuelo en concreto si cargásemos nuestro avión con dos pasajeros de 1800 lbs

cada uno en los asientos posteriores veríamos que el peso bruto seria igual al peso

máximo por lo cual no podríamos cargar mas de los 35 galones que ya tenemos, si

pusiéramos mas de esos 35 galones excederíamos el peso máximo autorizado. Es

normal que si queremos hacer un viaje largo con la máxima carga de pago posible

nuestro alcance se vea limitado por la carga de combustible por lo que será necesario

realizar escalas intermedias para repostar combustible.

Un mismo tipo de aeronave puede tener dos pesos máximos autorizados dependiendo delas maniobras que se vayan a realizar, es decir del factor de carga al que vayamos a

someter al avión. En categoría normal el avión esta certificado para soportar 3,8 g

máximo y en categoría utility el avión podrá soportar hasta 4.4 g si se restringe su pesomáximo y el limite trasero del centro de gravedad. Estos datos también son facilitados

por el fabricante.

Por lo general tendremos un peso máximo de rodaje o de rampa (MTW o MRW) y un

peso máximo al despegue (MTOW) así como un peso máximo al aterrizaje (MLW). En

ningún caso se pueden exceder estos pesos y así tenemos que el peso real al despegue

(ATOW) no puede sobrepasar al MTOW y el peso real al aterrizar (ALW) no puede

sobrepasar al MLW, esto no suele ocurrir en aviación ligera ya que el MTOW suele serigual al MLW, pero no ocurre así en aviones grandes donde el MLW suele ser menor



que el MTOW y en caso de una emergencia con un avión muy cargado de combustible

al tener que volver al aeropuerto de origen se ven en la necesidad de realizar un "fuel

jetisoning" o descarga de combustible en vuelo para no sobrepasar el MLW permitido.

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